Cookies op Tweakers

Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Wetenschappers maken objecten onzichtbaar in het microgolfspectrum

Door , 17 reacties

Fysici zijn erin geslaagd homogene cilindrische objecten met een straal van 12mm en hoogte van 42cm volledig onzichtbaar te maken in het microgolflengtegebied. Ze kregen dit voor elkaar zonder gebruik te maken van metamateriaalcoatings.

Het volledige onderzoek van de ITMO-universiteit in Sint-Petersburg staat in Scientific Reports. De gebruikte methode is gebaseerd op een nieuw begrip van elektromagnetische golfverstrooiing. Om het effect te bereiken bestudeerden de onderzoekers het licht dat verstrooid wordt door een met water gevulde glazen cilinder.

De universiteit schrijft op haar site dat op die manier een natuurverschijnsel wordt nagebootst, de zogenaamde Mieverstrooiing. Mieverstrooiing is bijvoorbeeld waar te nemen in de atmosfeer als de diameter van deeltjes in de atmosfeer vergelijkbaar is aan de golflengte van het verstrooide licht. Stof, pollen, rook en microscopische waterdruppels zijn veelvoorkomende oorzaken van Mieverstrooiing. In de studie gebruikten de onderzoekers water, waarvan de brekingsindex veranderd kan worden door de temperatuur te veranderen.

Het bleek dat een hoge brekingsindex geassocieerd kan worden met twee verstrooiingsmechanismen, een in relatie tot de localisatie van licht in de cilinder en een verschijnsel waarbij golflengte van belang is. De interactie tussen die twee mechanismen heet Fanoresonantie. De fysici ontdekten dat de golven bij bepaalde frequenties worden verstrooid via resonantie- en niet-resonantiemechanismen. Door de tegenovergestelde fasen heffen de golven elkaar op, wat een object 'onzichtbaar' maakt.

Dit leidde tot een experiment waarbij een homogeen object onzichtbaar werd gemaakt door destructieve interferentie of 'verstrooiingsuitdoving'. De techniek maakte het mogelijk om tussen zichtbaarheid en onzichtbaarheid te schakelen op dezelfde frequentie van 1,9GHz door de watertemperatuur te veranderen van 90 naar 50 graden Celsius.

Het grote verschil met veel andere onderzoeken naar onzichtbaarheid is dat hierbij geen gebruikgemaakt hoeft te worden van een metamateriaal. Materialen met een overeenkomende brekingsindex bestaan al of kunnen ontwikkeld worden.

De resultaten zouden bijvoorbeeld toepassing kunnen vinden bij de ontwikkeling van nanoantennes, waarbij het praktisch kan zijn om 'onzichtbare' structuren als elementen te gebruiken. Denk aan onzichtbare staafjes om antennechips te scheiden waar gewone staafjes storing kunnen veroorzaken door de radiogolven te blokkeren. De materialen daarvoor zouden zo ontwikkeld kunnen worden dat ze onzichtbaar zijn voor een specifieke golflengte.

Credit: ITMO University

Door Krijn Soeteman

Freelancer

14-04-2015 • 16:16

17 Linkedin Google+

Reacties (17)

Wijzig sortering
Lastig te begrijpen tekst wanneer je niet in de materie zit, maar als ik het goed lees (in een notendop) hebben ze dus het volgende gedaan:

Hele kleine voorwerpen onzichtbaar gemaakt door de lichtgolven op te heffen door de tegenovergestelde lichtgolf te zenden? Een beetje hetzelfde idee als die actieve noise cancelling headphones?

Wie heeft verstand van deze zaken en kan het in jip en janneke taal uitleggen? Captain?
Nee.

Zoals ik het begrijp kunnen ze een cilindervormig object dat hoofdzakelijk uit water bestaat, onzichtbaar maken in het deel van het spectrum bij 1.9 GHz doordat de combinatie van een cilindrische vorm en de hoge brekingsindex van het water ten op zichte van lucht, ervoor zorgt dat er twee soorten golven ontstaan die elkaar bij 50 graden Celcius precies uitdoven.
.
Dat is toch alleen de manier waardoor ze op de nieuwe methode zijn gekomen? Door bestaande natuurlijke eigenschappen te reproduceren? Water is alleen gekozen omdat dat makkelijk te beïnvloeden is.
Zoals het hier gesteldt wordt lijkt het mij een beetje hetzelfde als op het opheffen van geluid met anti-geluid .... ruwweg natuurlijk ... lijkt m.i. moeilijke materie als je er niet inzit ...
Homogene objecten zoals de buitenzijde van bijvoorbeeld fighter jets of dient de binnenzijde ook van het zelfde materiaal te bestaan ?
Bijzondere vondst! _/-\o_
Ik ben benieuwd in hoeverre deze techniek opschaalt naar het zichtbare spectrum. Het klinkt alsof de principes van resonantie en (tegen)fase van toepassing zijn - maar als je water als medium nodig hebt is een Cloak of Invisibility nog ver weg.
Voor lagere golflengten zul je bij gelijkblijvende geometrie waarschijnlijk veel hogere brekingsindices nodig hebben. En dit is nu precies waar de metamaterialen er aan te pas komen; die kunnen zelfs een negatieve brekingsindex hebben.
Er zijn vele manieren waarop iets "onzichtbaar te maken is", terwijl het wel in je "gezichtsveld" staat. Het licht uitdoen, een voorwerp door éénzelfde kleur laten opgaan in de achtergrond, lichtbreking,... We stellen ons bij een titel "iets onzichtbaar maken" altijd erg futuristische dingen voor, maar het gaat altijd om héél beperkte of specifieke toepassingen van bepaalde natuurverschijnselen, die weinig of niets te maken hebben met wat we in het gewone leven ervaren.
Plaatje van het electromagnetisch spectrum met visualisaties per golflengtebereik

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:EM_Spectrum_Properties_edit.svg

zie http://nl.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetisch_spectrum voor meer info.

Cloaking technologie in het microgolflengtegebied is interessant voor luchthavens, want deze gebruiken (o.a.) millimeter scanners om de bagage wat mensen te bekijken.
Als er wordt uitgezonden en ontvangen, dan kan materiaal van het apparaat waar de zender ingebouwd is dit radiosignaal verzwakken. Door dit experiment, is de stap kleiner geworden om materiaal te gebruiken die ¨onzichtbaar¨ is voor het radiosignaal, zodat er geen verzwakking optreed. Dit is met name praktisch bij zeer lage vermogens en korte afstand overdracht, bijvoorbeeld radiografische overdrag tussen twee componenten.
Ik wil het graag met eigen ogen zien... heeft iemand een filmpje?

[Reactie gewijzigd door Dark Angel 58 op 14 april 2015 16:41]

Hier heb je het filmpje :
Is dit bruikbaar om op termijn vliegtuigen voor radar 'onzichtbaar' te maken?
Ik zie het niet!
Dat was zijn bedoeling al.

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.


Apple iPhone X Google Pixel 2 XL LG W7 Samsung Galaxy S8 Google Pixel 2 Sony Bravia A1 OLED Microsoft Xbox One X Apple iPhone 8

© 1998 - 2017 de Persgroep Online Services B.V. Tweakers vormt samen met o.a. Autotrack en Hardware.Info de Persgroep Online Services B.V. Hosting door True

*